巨磁阻抗(GMI)效应在电流传感器领域的研究

回顾了巨磁阻抗(GMI)效应发展的历史,介绍了巨磁阻抗(GMI)效应起源、理论方法,设计制作了一种基于巨磁阻抗(GMI)效应的电流传感器,并采用CoZrB等材料的非晶带制作成螺旋式结构探头。该传感器由科比茨振荡电路,前置放大器,整流电路和调零输出放大器构成;前置放大器输入端联接非晶带两端,前置放大器放大的信号由输出端接整流电路,整流电路将高频交流信号转化为二倍交流信号峰值的直流信号,再接调零输出,放大器输出接A/D转换及数字显示部分。采取非接触式方式,达到测量电流目的。     

考虑数字控制影响的虚拟阻抗控制改进

交流模拟电源装置基本运行状态需要模拟出大电网的特性,但其电压及阻抗性能常受到被测设备的影响而无法满足设计需要。为保证其输出特性,对交流模拟电源的控制器进行设计。通过分析基于电感或电容电流反馈的虚拟阻抗控制方法的输出特性,选择更为有效的电容电流反馈的控制方式,该方式下改变虚拟阻抗系数来调整系统输出阻抗及增益特性。考虑数字延时对虚拟阻抗控制的影响,采用减小控制延时的方式,提高系统的鲁棒性,保证交流模拟电源装置对被测设备输出的稳定性。仿真及实验验证了所提方法的有效性。     

光纤振动传感器的信号检测电路设计

基于干涉仪的相位调制型光纤传感器具有极高的灵敏度,其中探测微弱光信号的光电信号检测电路起着重要的作用。针对光纤振动传感器系统,分析了PIN光电二极管前放电路和典型跨阻抗PIN-FET的组件电路,为减小前放I/V变换电路中跨阻阻值很大而带来的热噪声,设计了T型电阻网络。利用结构简单、性价比高的PIN光电二极管的前放检测和滤波器电路,对Sagnac干涉仪的输出的光信号进行了检测。实验表明该电路有效地降低了输出光电流噪声的均方值,其性能可靠,完全满足振动传感器的实际应用的测量要求。     

电量隔离传感器数字化技术

交流信号数字式电量隔离传感器组合框图由互感器、数据处理、接口、T／V变换和输出等部分组成。 互感器有电流互感器和电压互感器两种,电流互感器一般为穿孔方式,电压互感器在其原边一般需要加限流电阻：     

基于STM32的智能线性位移传感器信号处理系统设计

线性位移传感器（LVDT）是一种高精度、高可靠性的直线位移传感器,广泛应用于工业自动化领域中的位移测量系统中。针对目前的传感器存在线性度和智能性偏低的问题,设计了以AD698为模拟调理系统核心用以处理LVDT信号,以STM32F407作为数字调理系统核心用以计算AD698的输出的采样信号。采用模拟信号和数字信号相结合的方案,综合了模拟信号处理率的高可靠性、高适应性和数字信号处理器中进行非线性拟合解决非线性的优点。实验结果表明该系统具有设计结构简单、功能强大、性价比高以及易操作等优点。     

一种适用于低压微电网的改进型下垂控制器

针对低压微电网中采用传统下垂控制器多微源之间功率分配精度不高和非线性负载影响的问题,通过虚拟阻抗的设计,将等效线路阻抗设计为在工频附近呈现阻性,满足低压微电网的线路阻抗特点,同时降低了微源逆变器功率均分控制对输出线路阻抗的敏感性;等效线路阻抗在高频谐波段呈感性,有效抑制非线性负载造成的高频谐波。同时改进了功率控制环,避免了较大的阻性等效输出阻抗造成电压降低的问题,加入的并网自动跟踪相角控制器在计划并网前自动调整微源输出电压相角,保证并网过程平滑过渡。仿真结果验证了提出的改进下垂控制器可以消除微源之间的环流,同时抑制高频谐波,输出电压与设定值无静差且并网过程平滑无冲击;基于DSP的样机实验结果也验证了该方法的正确性和可靠性。     

输入串联输出并联DC/AC逆变器系统的控制策略

输入串联输出并联逆变器系统适用于输入电压高、输出电流大的直流/交流变换场合,要保证该逆变器系统正常工作,就必须保证输入电压均压与输出电流均流。提出一种采用负载电流反馈的输入均压输出均流控制策略,该控制策略根据各模块间的输入电压偏差直接调节各模块的输出电流幅值,使输入电压高的模块输出电流增大,输入电压低的模块输出电流减小,从而实现输入均压。与采用输出滤波电感电流反馈的方法相比,采用负载电流反馈时,即使输出滤波电容不匹配,也不影响输出均流效果。同时,还分析输入均压环与系统输出电压环的关系,给出输入均压环和系统输出电压环的设计准则。最后以一台由2个模块组成的输入串联输出并联逆变器原理样机验证该控制策略的有效性以及环路设计的正确性。     

ECT与EVT在智能配电设备一二次融合中相融性分析

为了保证ECT与EVT在智能配电设备运行中的相融性,设计中应让系统、接口的串联阻抗或并联导纳虚部等于零方程ω无实数解,以保证在全频谱范围内,避免设备系统或接口发生串联或并联谐振。为满足设备在断路器操作、雷电冲击暂态过程中正常运行,ECT设计中应注意二次输出端并联电容的影响,兼顾系统和接口的相融性;电容分压型EVT应设计泄放暂态滞留电荷途径,保证成功重合闸;阻容分压型EVT的时间常数设计应同时满足重合闸时间与对地绝缘要求。单相短路接地使ECT、EVT、PT、负载等形成了串并联复杂系统,设计中不仅要满足边界条件,而且要留有足够余量。     

双自稳零运算放大器TC913

在自动控制系统中,传感器输出的信号一般是十分微弱的(如热电偶、电阻应变片和电荷传感器等),为了满足信号变换的要求(如A/D变换的输入电压要求或V/f变换的输入电压要求),需要将传感器输入信号进行放大。为了保证放大器的精度要求,通常采用失调小、漂移小的高精度运算放大器,自稳零运算放大器往往是首选的运算放大器。 自稳零运算放大器是利用CMOS工艺制作的第四代运算放大器,利用动态校零原理,消除了MOS     

一种采用AD2S1210实现LVDT到数字转换方法

通过分析旋转变压器信号与线性差动式位移传感器信号的关系及AD2S1210的转换原理,推导出AD2S1210转换数据与LVDT位置量之间的三角函数关系,设计了一种高精度LVDT信号到数字转换电路。首先由AD2S1210将LVDT信号转换为数字量,再通过FPGA进行数据变换实现LVDT到数字转换。该方法与目前的基于AD698的LVDT转换方法相比,能有效地消除了转换电路中的抖码问题,并且具有外围电路简单、抗干扰能力强等优点。给出了转换电路的设计方法,以及查找表和近似计算两种方式的FPGA代码。实验结果表明设计电路的转换分辨率达到13位,线性度达到0.2‰。     

600MW机组DEH系统故障探究与维护策略

托克托电厂在机组运行过程中曾出现过高压调门LVDT反馈异常及主汽门打不开等故障现象,造成负荷摆动,对机组的安全运行构成严重威胁。针对这类故障现象,托克托电厂热工人员经过对DEH系统控制逻辑及就地设备的分析,最终确定了故障因素,并做出相应整改方案排除了隐患,减少了DEH系统的故障发生率。     

基于LVDT的高精度电感式位移传感器设计

介绍了线性可变差动变压器(LVDT)的工作原理及特点,对LVDT在传感器测量中的具体应用进行了研究。对基于此原理的位移传感器进行结构设计和电路设计,并给出了详细的电路参数设置方法,同时分析比较了LVDT次级线圈采用同极性和反极性两种连接方式下传感器的输出特性,最终对所研制的位移传感器进行了试验验证,证明了该设计的可行性。试验结果表明,所设计的基于LVDT的位移传感器精度可达到0.2%以上,实现了对位移的高精度测量。该传感器响应速度快,环境适应性良好,工作稳定,可靠性高,可满足航天航空、机械、电子、铁路及科研等各领域的自动控制和测量需要。     

汽轮机控制系统中IMHSS03模件的故障分析及解决措施

列举3起汽轮机控制系统液压伺服模件IMHSS03因可靠性问题引起机组减负荷或跳闸的异常事件,根据IMHSS03模件的工作原理,从模件品质、电源可靠性、线性可变差动变压器(linear variable differential trans-former,LVDT)激励电压的影响以及模件与电缆的可靠接触等方面分析故障产生的原因,指出通过加强模件质量监测、采用双路电源供电、降低LVDT激励电压、增加电缆托架等措施可降低IMHSS03模件的故障率。     

两级式单相逆变器的二次功率解耦控制

两级式单相逆变器由前级DC/DC和后级DC/AC组成,通常利用负载电流前馈提高DC/DC的动态响应能力,但DC/AC输出瞬时功率的二次脉动,会由前馈通道使DC/DC的输入源产生二倍频电流。为了消除负载瞬时功率脉动对前级DC/DC的影响,提出在电压环引入串联虚拟阻抗以及增加电流环有功指令的前馈解耦控制方法,并推导出2条前馈通路的最优组合方式。在此基础上给出串联虚拟阻抗和有功电流前馈的优化选取方法以及控制器参数设计思路。该方法不仅能有效抑制输入侧的低频纹波电流,保证了系统的稳态性能,而且能够完整快速提取前馈分量,提高了DC/DC负载突变时的响应速度,实现了前后级之间的二次功率解耦。理论分析表明,所提控制既能满足二倍频电流抑制要求,又增大了电压环带宽,系统的动态特性更强。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

高功率瞬态电场传感器的设计与分析

高功率瞬态电场的测试是电磁环境效应评估与防护研究领域的难点。笔者基于有源电光调制法,设计了一种高功率瞬态电场传感器。通过建立简化的等效电路模型,并借助CST微波工作室对该传感器的结构建模仿真,分别从频域和时域分析了接收天线负载对传感器接收特性的影响,并得到了一致的结果。结果表明:接收天线采用单极子天线,负载采用低阻时响应信号为被测电场的微分信号,采用高阻时响应电压与被测电场场强成正比,通过改变负载电容取值可以控制传感器量程。     

基于AD598的位移传感器的误差研究

差动变压器式位移传感器是在仪器仪表中广泛采用的电磁式变换元件。本文分析了差动变压器式位移传感器的工作原理。利用线性差动变压器的专用芯片AD598作为传感器的测量电路,深入分析了差动变压器位移传感器误差的形成,误差的测量方法及精度的标定。采用专用集成电路AD598可以大大简化差动变压器变进电路的结构,并且其线性度、可靠性和温度漂移等指标都有很大的提高。实验结果表明,基于AD598的差动变压器式位移传感器具有较高的精度。     

MMC型级联变换器阻抗建模和稳定性分析

工程中常通过不同类型的变换器灵活级联以实现不同的功能，然而变换器级联系统中前、后级变换器之间的相互作用可能会导致系统稳定裕度不足甚至失稳，不同类型的模块化多电平变换器(modular multilevel converter, MMC)级联也将面临稳定性问题。建立了MMC型级联变换器的稳定性分析模型，并提出了一种基于串联阻尼电阻的稳定性提升策略。首先，建立了MMC型AC/DC变换器和DC/DC变换器的阻抗模型，在稳态工作点附近推导出两种MMC型变换器的小信号模型，从而获得前级变换器的输出阻抗和后级变换器的输入阻抗。其次，分析了MMC型级联变换器的稳定性，结果表明，当前级变换器输出阻抗与后级变换器输入阻抗不匹配时，级联系统稳定性裕度可能不足导致系统失稳。进而，分析了MMC型级联变换器的平波电感、桥臂电感和子模块电容等一次参数对级联系统稳定性的影响。最后，提出了一种基于串联阻尼电阻的稳定性提升方法，并给出了串联阻尼电阻的选择建议。仿真结果表明提出的稳定性控制方法可有效提升MMC型变换器级联系统的稳定性。     

增量位移集成光电传感器设计

为了提高处理增量位移信息的集成光电传感器输出信号的有效精度,降低输出阻抗,以保证光电传感器的性能.基于0.35 μm CMOS工艺,采用Cadence设计了1款用于处理增量位移信号的光电传感器,并对关键参数进行了理论推导以及验证.实验结果表明,该光电传感器输出信号有效精度优于10 bit,输出阻抗低于5 Ω,各项性能指标均符合行业标准,并且能够稳定地运行.